RU2528068C1 - Способ получения ферментативного сывороточных белков - Google Patents
Способ получения ферментативного сывороточных белков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528068C1 RU2528068C1 RU2013114970/10A RU2013114970A RU2528068C1 RU 2528068 C1 RU2528068 C1 RU 2528068C1 RU 2013114970/10 A RU2013114970/10 A RU 2013114970/10A RU 2013114970 A RU2013114970 A RU 2013114970A RU 2528068 C1 RU2528068 C1 RU 2528068C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrolyzate
- temperature
- concentrate
- protein
- carried out
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии. Получают белковый раствор из сухого концентрата сывороточного белка. Белковый раствор пастеризуют при температуре 85°C с выдержкой 20 с и охлаждают. Устанавливают pH до показателя 7,5-8,0 путем добавления 5%-ного водного раствора щелочи гидроксида калия. Осуществляют ферментативный гидролиз препаратами «Protamex» или «Alcalase» при температуре 40-55°C 4 ч. Гидролизат ультрафильтруют с получением концентрата и фильтрата до массовой доли сухих веществ в концентрате 20-22%. Мембраны имеют пропускную способность 10 кДа. Гидролизат сгущают на вакуум-выпарной установке, пастеризуют при температуре 70-80°C 30 с и сушат на распылительной сушилке. Изобретение позволяет получить продукт с повышенной биологической ценностью, сниженной потенциальной аллергенностью, что дает возможность их использования в гипоаллергенных продуктах. 3 пр.
Description
Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к получению очищенных гидролизатов сывороточных белков молока с высокой биологической ценностью, используемых при производстве гипоаллергенных продуктов питания для детей и взрослых, страдающих различными формами пищевой непереносимости белков молока.
Известен способ получения частичного гидролизата молочных белков (при соотношении сывороточные белки/казеин от 40/60 до 80/20), включающий гидролиз, концентрирование и сушку. Гидролиз осуществляют в одну стадию под действием смеси ферментов трипсина и химотрипсина, при этом белок предварительно термически денатурируют при (70-80)°C. Гидролиз проводят в 4-6% растворе субстрата при фермент-субстратном соотношении 0,6-0,8% при температуре (30-50)°C в течение 2-6 часов. Устанавливают исходный pH 7,5-8,0 ед. и далее в ходе процесса не pH-статируют, позволяя pH опуститься до величины 6,5-6,8 ед. Далее проводят термическую инактивацию фермента при температуре (80-90)°C, концентрирование и сушку. Гидролизат используют в продуктах непосредственно, без дальнейшей очистки. По данным иммуноферментного анализа (проводимого в варианте метода торможения непрямого иммуноферментного теста) антигенность гидролизата снижается на 75-95% в сравнении с исходным белком. (см. патент US №5405637, НКИ 426/580, 11.04.1995 г.).
Приведены исследования молекулярно-массового распределения методом эксклюзионной жидкостной хроматографии высокого давления на колонке TSK, которые, однако, были получены в водно-органических средах и поэтому недостаточно адекватно отражают состав гидролизата.
Аналогичный метод получения "частичных" гидролизатов молочного белка приводится в патенте (см. патент US №5589357, НКИ 435/68.1, 31.12.1996 г.). В отличие от описанного выше способа инактивацию смеси ферментов трипсин+химитрипсин в гидролизате проводят острым паром.
Недостатки представленных выше аналогов следующие:
- дополнительно необходима стадия термической инактивации фермента, которая может приводить к ухудшению качества продукта (снижению биологической ценности из-за потери части незаменимых аминокислот);
- непосредственно после проведения гидролиза и инактивации ферментов гидролизат сушат без дополнительной очистки. Это приводит к тому, что в состав продукта попадают остаточные количества нерасщепленного белкового субстрата и компоненты ферментных препаратов, которые могут сами по себе обладать аллергенным действием, что ухудшает качество продукта и снижает возможность его использования в гипоаллергенных смесях;
- степень снижения антигенности получаемого продукта составляет 75-95%, что соответствует снижению в 4-20 раз. Этого крайне недостаточно для использования данного гидролизата в гипоаллергенных продуктах питания. В составе гипоаллергенных смесей профилактического назначения степень снижения антигенных свойств должна составлять 104(10.000) раз или более;
- в ходе проведения процесса производится мониторинг молекулярно-массового распределения пептидов методом эксклюзионной хроматографии на колонке TSK G-2000 SWXL. Однако при этом применяется растворитель, содержащий ацетонитрил, что может исказить результаты анализа, а именно привести к занижению содержания пептидов с молекулярными массами более 10 кДа (килодальтон), вследствие выпадения их в осадок при растворении в подвижной фазе, содержащей ацетонитрил. При этом следует отметить - степень потери белково-пептидного материала зависит от концентрации ацетонитрила в подвижной фазе, что делает результаты анализа неопределенными.
Наиболее близким по техническому решению к заявляемому способу является способ получения ферментативного гидролизата сывороточных белков со средней степенью гидролизата, включающий получение белкового раствора, его пастеризацию, ферментативный гидролиз панкреатином, ультрафильтрацию и диафильтрацию полученного гидролизата с разделением на фильтрат и концентрат, сушку (см. патент РФ №2375910).
Недостатками предложенного способа являются:
- Использование панкреатина, который не приводит к полному гидролизу сывороточных белков. Технология получения гидролизата сывороточных белков с использованием панкреатина трудна и затратна.
- Диафильтрация полученного раствора - лишняя стадия (удорожание способа, необходимость применения специального оборудования, большие энергозатраты).
- Применение смеси гидроксида калия и гидроксида натрия приводит к излишнему поступлению солей в гидролизат.
«Protamex» является протеазным комплексом, продуцируемым микроорганизмами рода Bacillus. Активность ферментативного препарата составляет 400 Протеолитических единиц на 1 г «Protamex» не образует горьких пептидов на любой стадии ферментативного гидролиза.
Использование «Protamex» для гидролиза сывороточных белков в заявленном способе позволяет провести гидролитическое расщепление белков до аминокислот и других составляющих компонентов, что обеспечивает лучшую усвояемость белкового компонента молочной сыворотки, а это, в свою очередь, повышает пищевую ценность готового продукта.
При этом глубина гидролиза составляет 41-72% от общего содержания белка. Это обеспечивает накопление в конечном продукте аминокислот, необходимых организму, в том числе незаменимых (триптофан, фенилаланин и тирозин, лизин, валин, изолейцин, треонин, метионин и цистеин), а также такой ценной аминокислоты, как таурин, что способствует приданию функциональных свойств конечному продукту.
Кроме того, использование фермента «Protamex», разрешенного для применения в пищевых производствах и пищевых системах, обеспечивает приятный вкус готовому продукту без наличия горечи в отличие от известных аналогичных продуктов и серо-бежевый или кремовый цвет.
«Alcalase» является ферментом, продуцируемым бактериями линии Bacillus. При гидролизе «Alcalase» протеиназой К наблюдается наименьшее остаточное содержание антигенных детерминант, однако при этом белки гидролизуются до высокого количества незаменимых аминокислот. Кроме того, использование фермента «Alcalase», разрешенного для применения в пищевых производствах и пищевых системах, обеспечивает приятный вкус готовому продукту без наличия горечи.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в получении ферментативного гидролизата сывороточных белков со сниженной потенциальной аллергенностью, что дает возможность его использования в гипоаллергенных смесях.
Технический результат достигается тем, что в способе получения ферментативного гидролизата сывороточных белков, включающем получение белкового раствора, его пастеризацию, ферментативный гидролиз препаратами «Protamex» или «Alcalase», ультрафильтрацию полученных гидролизатов с разделением на фильтрат и концентрат, сушку. Перед внесением ферментов начальное значение pH белкового раствора устанавливают 5% водным раствором щелочи гидроксида калия. Раствор белка получают из сухого концентрата сывороточного белка, а гидролиз ведут при температуре (40-55)°C в течение 4,0 часов, с начальным pH 7,5-8,0 ед., ультрафильтрацию гидролизата осуществляют на мембранах с пропускной способностью 10 кДа (до массовой доли сухих веществ в концентрате 20-22%, после чего полученный концентрат пастеризуют при температуре (70-80)°C в течение 30 с и сушат на распылительной сушилке.
Экспериментально было установлено, что температура гидролиза составляет (40-55)°C. Отклонение в меньшую сторону ниже 40°C нежелательно, т.к. приводит к увеличенному содержанию остающихся в реакционной смеси негидролизованных высокомолекулярных белковых структур, что снижает выход получаемого продукта, и приводит к снижению качества, повышению потенциальной аллергенности. Отклонение в большую сторону (свыше 55°C) также нежелательно, т.к. приводит к ускорению процесса термической инактивации ферментного препарата, что влечет за собой уменьшение выхода готового продукта. Кроме того, это приводит к перерасходу энергии на поддержание температуры в ходе процесса и последующее охлаждение готового продукта, что вызывает увеличение себестоимости продукта.
Проведение протеолиза «Protamex» или «Alcalase» при установлении начального pH 7,5-8,0 ед., которое в течение гидролиза постепенно снижается, позволяет не проводить в дальнейшем pH-статирование, что уменьшает количество солей, поступающих в продукт, и, следовательно, улучшает его качество.
Регулирование pH осуществляют 5%-ным раствором щелочи КОН (гидроксида калия). Ультрафильтрационная обработка гидролизата позволяет удалить высокомолекулярную фракцию (ВМФ) - негидролизованный сывороточный белок и жир.
Экспериментально было установлено, что ультрафильтрация неочищенного гидролизата на мембранах с размерами пор 10 кДа позволяет получить гидролизаты белков молочной сыворотки как с максимальным выходом, так и с требуемым снижением остаточной антигенности. Использование мембран с большими размерами пор приводит к недопустимому увеличению остаточной антигенности, а мембраны с меньшей пористостью снижают выход гидролизата.
Пастеризация продуктов необходима для улучшения их микробиологических показателей. Уменьшение температуры пастеризации ниже заявленного диапазона значений приводит к возрастанию риска микробной контаминации гидролизатов и продуктов на его основе при их последующем хранении.
Заявляемая совокупность признаков позволяет получить ферментативный гидролизат сывороточных белков повышенной биологической и пищевой ценностью, улучшенным качеством и органолептическими свойствами, сниженной потенциальной аллергенностью. Это дает возможность его использования в гипоаллергенных смесях со сниженной аллергенностью по отношению к белкам молока.
В заявляемом изобретении степень удаления нерасщепленного белка контролируется методом жидкостной хроматографии. Это позволяет получить продукты более высокого качества с меньшим содержанием нерасщепленных белков и аллергенов.
Качественные преимущества получаемых гидролизатов заключаются в следующем:
- в низкой остаточной антигенности.
Благодаря этому гидролизаты, в качестве белковых компонентов, могут быть использованы для получения продуктов для профилактического питания детей и взрослых, предрасположенных к пищевой аллергии и непереносимости белков коровьего молока;
- в высокой биологической ценности.
Сбалансированное содержание незаменимых аминокислот в составе гидролизатов обеспечивает их высокую биологическую ценность, то есть максимально эффективное усвоение в организме и способность использоваться для построения собственных белков организма.
Способ получения ферментативного гидролизата сывороточных белков осуществляется следующим образом.
Сухой концентрат сывороточных белков (КСБ) растворяют при постоянном перемешивании в питьевой воде с температурой (40-45)°C, охлаждают и оставляют набухать в течение 3,0-6,0 часов при перемешивании каждые 30 минут. Полученный раствор сывороточных белков пастеризуют при температуре 85°C с выдержкой 20 с, охлаждают и подают на ферментативный гидролиз.
Ферментативный гидролиз раствора сывороточных белков ведут с использованием ферментных препаратов «Protamex» или «Alcalase» в течение 4,0 часов.
Ферменты «Protamex» или «Alcalase» в количестве 4% от массы сухих веществ КСБ предварительно растворяют в питьевой воде с температурой (40-50)°C до образования раствора с массовой долей сухих веществ 3-6% и при постоянном перемешивании вносят в раствор сывороточных белков. Ферментативный гидролиз ведут при температуре (40-55)°C в течение 4,0 часов.
По окончании гидролиза полученные неочищенные гидролизаты охлаждают и направляют на ультрафильтрацию.
Неочищенные гидролизаты сывороточных белков (ГСБ) разделяют на ультрафильтрационной установке с пропускной способностью мембран 10 кДа, давлении 3 атм на концентраты, содержащие высокомолекулярную фракцию (ВМФ), и фильтраты, содержащие низкомолекулярную фракцию (НМФ).
Сушку гидролизатов осуществляют при следующих режимах:
- температура воздуха на входе в сушильную башню - (150-170)°C;
- температура воздуха на выходе из сушильной башни - (70-90)°C.
Полученные сухие гидролизаты охлаждают, фасуют и направляют на хранение.
Окончательный контроль качества полученных гидролизатов осуществляется после проведения распылительной сушки хроматографическим и иммунохимическим методами. Аналитические определения проводят согласно стандартным методикам.
Следующие примеры иллюстрируют способ получения ферментативного гидролизата сывороточных белков.
Пример 1
1300 кг сухого концентрата сывороточных белков растворяют при перемешивании в питьевой воде (соотношение 1:2) с температурой 40°C до образования раствора с массовой долей сухих веществ (белок, жир, лактоза, соли) 10,0%, охлаждают до 4°C и оставляют набухать в течение 3,0-6,0 часов при перемешивании каждые 30 мин. Полученный раствор сывороточных белков пастеризуют при температуре 85°C с выдержкой 20 с, затем охлаждают до температуры 40°C и подают на ферментативный гидролиз.
Ферментативный гидролиз раствора сывороточных белков ведут с использованием ферментного препарата «Protamex» в течение 4,0 часов.
Перед внесением фермента однократно доводят начальное значение pH раствора сывороточных белков до 7,5-8,0% 5%-ным раствором щелочи КОН.
Фермент «Protamex» в количестве 4% от массы сухих веществ КСБ предварительно растворяют в питьевой воде с температурой (40-50)°C до образования раствора с массовой долей сухих веществ 3-6% и при постоянном перемешивании вносят в раствор сывороточных белков. Ферментативный гидролиз ведут при температуре (40-55)°C в течение 4,0 часов.
По окончании гидролиза полученный неочищенный гидролизат охлаждают до 20°C и направляют на ультрафильтрацию на мембранах с пропускной способностью 10 кДа, давлении 3 атм. (Используют полисульфоновые мембраны UF DHT 20-6338/30FF.) Гидролизат разделяют на концентрат, содержащий ВМФ, и фильтрат, содержащий НМФ.
Получают 1400 л концентрата с массовой долей сухих веществ 20,5%.
Гидролизат сгущают на вакуум-выпарной установке до массовой доли сухих веществ 40%, после чего сгущенную смесь пастеризуют при температуре (70-80)°C в течение 30 с и направляют на распылительную сушку.
Сушку сгущенного гидролизата осуществляют при следующих режимах: температура воздуха на входе в сушильную башню 170°C, температура воздуха на выходе из сушильной башни 80°C.
Получают 1040 кг гидролизата с использованием фермента «Protamex» с содержанием сухих веществ 98,0%. Выход гидролизата составил 80%.
Массовая доля антигенов молочной сыворотки в гидролизате с использованием фермента «Protamex» - 3,3×10-5.
Пример 2
Процесс проводят аналогично примеру 1. Отличается тем, что ферментативный гидролиз раствора сывороточных белков ведут с использованием ферментного препарата «Alcalase» в течение 4,0 часов.
Получают 813 кг гидролизата с использованием фермента «Alcalase» с массовой долей сухих веществ 93,0%.
Выход гидролизата составляет - 60%. Массовая доля антигенов молочной сыворотки в гидролизате с использованием фермента «Alcalase» - 4,3×10-5.
Пример 3
Процесс проводят аналогично примеру 1. Отличается тем, что ультрафильтрацию проводили до массовой доли сухих веществ в концентратах 25%. В результате процесс был остановлен, так как мембрана забилась макромолекулярным белковым материалом и процесс фильтрации прекратился.
Вывод: данный режим проведения процесса непригоден, так как производительность ультрафильтрации при этом резко снижается.
Заявляемый способ позволяет получить ферментативный гидролизат сывороточных белков с низкой остаточной антигенностью и достаточно высоким выходом в процессе производства. В гидролизате содержание свободных аминокислот не превосходит 40%, а остаточная антигенность белков коровьего молока в составе продукта не превышает 4,3·10-5.
Заявляемый гидролизат можно использовать в получении продуктов профилактического и лечебного питания для больных с пищевой аллергией на белки коровьего молока
Claims (1)
- Способ получения ферментативного гидролизата сывороточных белков, включающий получение белкового раствора, его пастеризацию, охлаждение, ферментативный гидролиз, ультрафильтрацию полученных гидролизатов с разделением на фильтрат и концентрат, сушку, отличающийся тем, что перед внесением ферментов начальное значение pH белкового раствора устанавливают 5%-ным водным раствором щелочи гидроксида калия, а белковый раствор получают из сухого концентрата сывороточного белка, полученный белковый раствор пастеризуют при температуре 85°C с выдержкой 20 с, охлаждают, а ферментативный гидролиз ведут препаратами «Protamex» или «Alcalase» при температуре (40-55)°C в течение 4,0 ч с начальным pH 7,5-8,0 ед., ультрафильтрацию гидролизатов осуществляют на мембранах с пропускной способностью 10 кДа до массовой доли сухих веществ в концентрате 20-22%, после чего полученный гидролизат сгущают на вакуум-выпарной установке, пастеризуют при температуре (70-80)°C в течение 30 с и сушат на распылительной сушилке.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114970/10A RU2528068C1 (ru) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | Способ получения ферментативного сывороточных белков |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114970/10A RU2528068C1 (ru) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | Способ получения ферментативного сывороточных белков |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2528068C1 true RU2528068C1 (ru) | 2014-09-10 |
Family
ID=51540231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013114970/10A RU2528068C1 (ru) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | Способ получения ферментативного сывороточных белков |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2528068C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6737076B2 (en) * | 1999-01-19 | 2004-05-18 | Nestec S.A. | Hypoallergenic composition containing tolerogenic peptides |
RU2375910C1 (ru) * | 2008-06-03 | 2009-12-20 | Закрытое акционерное общество "Компания "Нутритек" (ЗАО "Компания "Нутритек") | Способ получения ферментативного гидролизата сывороточных белков со средней степенью гидролиза |
US20110236554A1 (en) * | 2008-12-04 | 2011-09-29 | Nestec S.A. | Hydrolysed protein-polysaccharide complexes |
-
2013
- 2013-04-04 RU RU2013114970/10A patent/RU2528068C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6737076B2 (en) * | 1999-01-19 | 2004-05-18 | Nestec S.A. | Hypoallergenic composition containing tolerogenic peptides |
RU2375910C1 (ru) * | 2008-06-03 | 2009-12-20 | Закрытое акционерное общество "Компания "Нутритек" (ЗАО "Компания "Нутритек") | Способ получения ферментативного гидролизата сывороточных белков со средней степенью гидролиза |
US20110236554A1 (en) * | 2008-12-04 | 2011-09-29 | Nestec S.A. | Hydrolysed protein-polysaccharide complexes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5952193A (en) | Peptide mixture and products thereof | |
CA1336307C (en) | Process for the preparation of a heat resistant non bitter water-soluble peptide, the product produced by the process, and nutrients, refreshments and dietetics comprising the product | |
US5691165A (en) | Method for production of a whey protein hydrolyzate | |
JPH07500733A (ja) | カゼイン加水分解物および該カゼイン加水分解物の製造方法 | |
FR2634104A1 (fr) | Hydrolysat partiel de proteines de lactoserum, procede enzymatique de preparation de cet hydrolysat, et aliment lacte dietetique hypoallergenique le contenant | |
JP2022534723A (ja) | 味が良い(Palatable)高度に加水分解されたホエイタンパク質加水分解物 | |
JPH10507641A (ja) | 乳タンパク質加水分解産物の製法、その乳タンパク質加水分解産物及びその乳タンパク質加水分解産物の使用 | |
RU2428047C1 (ru) | Способ получения гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и гидролизат сывороточных белков с высокой степенью гидролиза | |
US11206846B2 (en) | High purity alpha lactalbumin and methods of making | |
RU2528068C1 (ru) | Способ получения ферментативного сывороточных белков | |
US9578890B2 (en) | Alpha-lactalbumin enriched whey protein compositions and methods of making and using them | |
Gesan-Guiziou | Integrated membrane operations in whey processing | |
RU2529707C2 (ru) | Способ производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью | |
RU2375910C1 (ru) | Способ получения ферментативного гидролизата сывороточных белков со средней степенью гидролиза | |
JPH06343422A (ja) | オリゴペプチド混合物及びその製造法 | |
JPH10271958A (ja) | 臭気の低減された蛋白質加水分解物の製造方法 | |
JP3418278B2 (ja) | 低芳香族アミノ酸含量のペプチド混合物の製造法 | |
RU2747233C1 (ru) | Способ получения продукта изолята сывороточных белков | |
RU2531164C1 (ru) | Способ получения низкогидролизованной пептидной композиции из белков молочной сыворотки | |
JP2023536797A (ja) | カゼイン加水分解物の調製方法 | |
JPH05344847A (ja) | 不快味のない低抗原性たん白質分解物 及びその製造方法 | |
JP3396001B2 (ja) | ペプチド混合物の新規な製造法 | |
JPH05268879A (ja) | α−ラクトアルブミン含有組成物及びその製造方法 | |
UA143805U (uk) | Спосіб виготовлення гідролізату білків молочної сироватки | |
UA125450C2 (uk) | Спосіб виготовлення гідролізату білків молочної сироватки |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160405 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170811 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200405 |